Güç iletimi ve dağıtımı bilgi noktaları | Kentsel elektrik şebekesi bölgesinin esnek ara bağlantı cihazları için sabit kapasite yöntemi!
Her zaman, her yerde, güç bilgisi ihtiyaçlarınızı karşılayacak bir APP ile güçlü başlıklara ulaşın
Ayrıntılar // dltoutiao.mybjx.net / dlmedia.html
1. Araştırma geçmişi
Şu anda, büyük ölçekli kentsel elektrik şebekeleri, kısa devre kapasitesinin sınırlandırılmasına ve 500 kV / 220 kV elektromanyetik halka şebekesinin potansiyel güvenlik tehlikelerine tabidir.Genel olarak, 220 kV voltaj seviyesi bölme işletim modu benimsenmiştir. Şekil 1'de gösterildiği gibi, esnek güç elektroniği cihazlarının kullanımı, büyük ölçekli kentsel elektrik şebekesi geliştirme sorununu çözmek için yeni bir fikir olan bölümler arasında esnek ara bağlantı sağlayabilir.
Şekil 1 Kentsel elektrik şebekesi bölgelerinin esnek ara bağlantısının şematik diyagramı
Kentsel elektrik şebekesinin esnek ara bağlantısından sonra, bir yandan mahalleler arasındaki aktif güç desteği, N-1 arızasından sonra kentsel elektrik şebekesinin ilçe çalışmasının karşılaştığı güç dengesini ve güç akışı aşırı yük sorunlarını hafifletebilir; diğer yandan ilçe arızasının geçici sürecinde, Ara bağlantı cihazının her iki ucu, şebeke voltajını desteklemek, voltaj dalgalanmalarını bastırmak ve voltaj stabilitesini önlemek için yeni araçlar sağlamak için dinamik reaktif güç sağlayabilir.
Bölgelere ayrılmış esnek arabağlantı cihazının kapasitesi, cihazın maliyetini belirlediğinden, cihazın sabit kapasite yönteminin araştırılması planlama aşamasının önemli bir parçasıdır. Şu anda, kentsel elektrik şebekelerinin ilçe ara bağlantısının çalışma modu üzerine araştırmada çok fazla ilerleme kaydedilmiştir, ancak ilçe esnek arabağlantı cihazının kapasitesini belirleme yöntemi rapor edilmemiştir. Bu makale ilk kez kentsel elektrik şebekelerindeki esnek arabağlantı cihazlarının sabit kapasitesi sorununu inceliyor ve ilk yurtiçi demonstrasyon projesinin gösteriminde uygulanmıştır.
2. Bölme esnek ara bağlantı cihazı
Bölge esnek ara bağlantı cihazı, kısa devre akımını artırmadan bölgeler arası iletişimi gerçekleştirebilen ve bağlantılar arasındaki güç akışını esnek bir şekilde kontrol edebilen esnek bir güç elektronik cihazına karşılık gelir. Esnek DC dönüştürücü istasyonu nispeten küçük bir alanı kapladığından ve kentsel elektrik şebekelerinde uygulama için uygun olduğundan, bölgelere ayrılmış esnek ara bağlantı cihazları ayrıca özellikle esnek DC teknolojisine dayalı cihazlara atıfta bulunur.
Esnek bölge ara bağlantı cihazı, modüler çok düzeyli dönüştürücüye (MMC) dayalı arka arkaya bir yapı kullanır. MMC, yüksek modülerlik özelliklerine sahiptir.Alt modül sayısını ayarlayarak, MMC sisteminin voltaj ve güç seviyeleri esnek bir şekilde yapılandırılabilir, bu da sistemin genişletilmesi için uygundur ve mühendislik tasarımını ve işleme döngüsünü kısaltmaya elverişlidir.Aynı zamanda, MMC, MMC yapan ortak bir DC bara sahiptir. Yapılandırılmış zonlu esnek ara bağlantı cihazı, yüksek voltajlı ve yüksek güçlü uygulamalarda çalışabilir.
3. Cihaz kapasitesi ve reaktif güç çıkışı
MMC çıkış hattı voltajının değiştirilmesi, MMC ile AC şebekesi arasındaki eşdeğer reaktans üzerindeki voltajı değiştirebilir, böylece cihaz tarafından şebekeye enjekte edilen reaktif güç miktarını değiştirebilir. MMC çıkış hattı voltajının genliği, voltaj modülasyon oranı ile sınırlandığından, cihazın reaktif güç çıkışı da ilgili kısıtlamalarla sınırlandırılır.
Bu makale ayrıca mevcut çalışmalardaki (Şekil 2'de gösterilen) MMC'nin güç çalışma aralığına dayalı olarak kapasite ile maksimum reaktif güç çıkışı arasındaki ilişkiyi türetir ve cihaz kapasitesi ile maksimum reaktif güç çıkışının parçalı doğrusal bir ilişki içinde olduğunu ve iki kilit nokta olduğunu bulur. Reaktif çıktı verimliliği dönüm noktası t ve reaktif çıktı başlangıç noktası s.
Şekil 2 Kapasite ile maksimum reaktif güç çıkışı arasındaki ilişki Qmax-Sr eğrisi
Eğri parametrelerinin hassasiyet analizi yoluyla (Şekil 3'te gösterilmiştir), cihazın reaktif güç çıkışını iyileştirmek için bir yöntem elde edilir:
1) Cihazın iki ucunun k oranını uygun şekilde ayarlayın.
2) Cihaz ile ortak bağlantı noktasının PCC noktası arasındaki eşdeğer reaktans Xeq değerini azaltın. Şekil 3'teki ilgili parametreler azaldıkça, Şekil (a) 'daki eğrisi kademeli olarak eğrisine dönüşecek ve Şekil (b)' deki eğrinin ilk yarısının eğimi kademeli olarak artacaktır.
Şekil 3 Parametrelerin cihazın reaktif çıkış kapasitesi üzerindeki etkisi
Dördüncüsü, cihazın sabit hacim yöntemi
Bölünmüş esnek ara bağlantı cihazı, güç akışını ve voltajı hızlı bir şekilde ayarlayabildiğinden, bir bölme arızası durumunda acil durum aktif destek ve reaktif voltaj desteği rolünü oynayabilmelidir.Cihazın sabit kapasite süreci aşağıdaki gibidir:
Adım 1: Güç gereksinimlerini hesaplayın
1) Aktif güç talebi
Güvenlik tasarım standardını aşan ciddi bir hata (Nx hatası dikkate alındığında) bileşenlerin aşırı yüklenmesine neden olabilir.Bu anda, güç akışını iyileştirmenin iki yolu vardır: Cihazın kendi güç akışı düzenleme işlevi sayesinde, bölümler arasındaki güç desteği kapasitesini tam olarak kullanın ve şebeke güvenliğini artırın Konvansiyonel önlemleri kullanarak, aktif güç kesintisi bölgesinde yedek güç santralini açın ve yüke veya hatta yük boşaltmaya transfer etmek için anahtar işlemini benimseyin. Bölgesel esnek arabağlantı cihazı, gücü bekleme güç santralini açmak gibi geleneksel yöntemlere göre çok daha hızlı ve daha ekonomik ayarladığından, cihaz şebekenin N-x arızasından sonra güç desteği için kullanılmalıdır.
Şebeke arızaları altında zonlu esnek birbirine bağlı cihazlar tarafından desteklenmesi gereken aktif güç, bölgeli cihazların aktif güç ihtiyacı olarak tanımlanmakta ve problemin çözümü için hassasiyet yöntemine dayalı cihaz aktif güç destek algoritması kullanılmaktadır.
2) Reaktif güç talebi
Bir bölgede geçici bir arıza meydana geldiğinde ve gerilim dengesizliği oluştuğunda, dinamik reaktif güç, gerilimi stabilize etmek için arıza bölgesine hızlı bir şekilde kompanze edilebilir ve gerekli reaktif güç, bölge tarafından cihazın reaktif güç talebi olarak tanımlanır. Geçici gerilim kararlılığının, gerilim değişikliklerinin gerilim kararlılığı kısıtlamalarını karşılayıp karşılamadığını gözlemlemesi gerektiğinden, geçici simülasyon yoluyla elde edilir.
2. Adım: Cihaz kapasitesini çözün
İlk olarak, iki bölümün reaktif güç talebine karşılık gelen dönüştürücü istasyonunun kapasitesini elde etmek için kapasite-reaktif güç çıkış eğrisini birleştirin ve aktif güç talebi için gerekli dönüştürücü istasyon kapasitesinin maksimum değerini ve cihazın ön kapasite sonucu olarak reaktif güç talebini alın Kapasite, cihaz için bölümlerin aktif ve reaktif güç gereksinimlerini karşılayabilir; daha sonra, kapasite sonuçlarını standartlaştırmak için MMC'nin modüler tasarımına göre, MMC kapasitesi, alt modül kapasitesinin toplamının tam sayı katı olmalıdır; Tolerans sonucu yuvarlanır ve belirli bir marj bırakılır.
3. Adım: Kapasite doğrulama
Cihaz kapasitesi tam olarak dikkate alınarak belirlendikten sonra, elde edilen kapasitenin doğrulanması gerekir. Doğrulama, aşağıdaki 4 kısma ayrılmıştır.
1) Aktif güç talebi doğrulaması
Test cihazı, desteklenen aktif gücün birbirine bağlı iki bölümün aktif güç talebini karşılayıp karşılamadığını kontrol edebilir.
2) Dinamik reaktif güç talebi doğrulaması
Cihazın dinamik reaktif güç çıkışının, dinamik reaktif güç için birbirine bağlı iki alt bölgenin geçici voltaj kararlılığı gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını kontrol edin. Cihazın her iki ucundaki dönüştürücü istasyonların tasarımı farklı olabileceğinden, her iki uçtaki dinamik reaktif güç çıkış aralıklarının ayrı ayrı hesaplanması gerekir.
3) Statik reaktif güç çıkışı doğrulaması
Güç şebekesinin mevcut reaktif güç kompanzasyon cihazı ile işbirliğini kolaylaştırmak için, bölmede bir düşük voltaj düğümü göründüğünde cihazın statik reaktif güç ayarlanabilir aralığını belirlemek için değişken dişlilerin ve ayarlanabilir pozisyonların bağlanması durumunda cihazın reaktif güç çıkış aralığını hesaplayın.
4) Gönderme bölgesi ve bağlantı hattı güvenlik doğrulaması
Bölümler arasındaki güç desteğinin gönderen uç bölümün güvenliğini zayıflatmasını veya bağlantı hattının aşırı yüklenmesine neden olmasını önlemek için, kontrol cihazının çıkışının kontrol edilmesi ve normal çalışma için aktif destek aralığının hesaplanması ve N-1 güvenli aktif destek aralığı hesaplanabilir.
Beş, sonuç
Bu makale, kentsel elektrik şebekelerindeki esnek ara bağlantı cihazları için eksiksiz bir kapasite kısıtlama yöntemleri seti önermekte ve esnek DC tabanlı ara bağlantı cihazlarının kapasitesini ve maksimum reaktif güç çıkış eğrilerini türetmektedir. Kağıt yöntemi Pekin 220 kV esnek arabağlantı projesinin fizibilite gösterimine uygulanmıştır. Kentsel elektrik şebekelerinin bölgesel esnek ara bağlantısı, kentsel elektrik şebekelerinin çok bölgeli esnek ara bağlantısının planlanması ve ilçelerin esnek ara bağlantısının voltaj kararlılığı üzerindeki etkisi gibi birçok yeni sorunu beraberinde getirecektir.
Kaynak: Yazar elektrik güç sistemi otomasyonu: Tianjin Üniversitesi Xiao Jun
